專利名稱：一種高導(dǎo)熱led大功率封裝支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種LED封裝配件，尤其涉及ー種高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架。
背景技術(shù)：
現(xiàn)已可以生產(chǎn)出O. 5W5W大功率LED產(chǎn)品，例如美國(guó)流明(LumiIeds)公司的Luxeon LED，其特點(diǎn)是利用較大面積的金屬底座，并用鋁基板做為散熱片，將芯片發(fā)光時(shí)所產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)于空氣中，但是銅鋁基板散熱還是不能解決LED高熱量問(wèn)題。在金屬底座上用單顆大尺寸芯片或多顆小尺寸芯片封裝，也能有效的提高LED的功率和亮度，但也是小幅度的提高，因基板散熱不夠，還是無(wú)法解決芯片工作時(shí)的高熱量問(wèn)題，導(dǎo)致LED芯片容易衰減、崩潰，且エ藝較難、成本高，不易推廣。 另外，同時(shí)將幾十顆或幾百顆普通LED拼成的燈，該LED高度集中在一基材上，發(fā)光時(shí)高熱無(wú)法散出，而導(dǎo)致LED容易死燈，外面開(kāi)關(guān)恒源電流控制難，電流不大穩(wěn)定容易造成衰減快、一致性不好、壽命短，難以作為照明光源。所以以上技術(shù)都難免存在LED功率小、亮度低、一致性差、發(fā)熱高、成本高，只能在局部范圍內(nèi)應(yīng)用，如手電筒、城市亮化，而難以平民家庭化、社會(huì)化推廣。LED封裝熱阻主要包括材料(散熱基板和熱沉結(jié)構(gòu))內(nèi)部熱阻和介面熱阻。散熱基板的作用就是吸引晶片產(chǎn)生的熱量，并傳導(dǎo)到熱沉上，實(shí)現(xiàn)與外界的熱交換。常用的散熱基板材料包括矽、金屬(如鋁，銅)、陶瓷(如A1203，AIN，SiC)和復(fù)合材料等。如Nichia公司的第三代LED采用CuW做襯底，將Imm晶片倒裝在CuW襯底上，降低了封裝熱阻，提高了發(fā)光功率和效率；Lamina Ceramics公司則研制了低溫共燒陶瓷金屬基板，并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的LED封裝技木。該技術(shù)首先制備出適于共晶焊的大功率LED晶片和相應(yīng)的陶瓷基板，然后將LED晶片與基板直接焊接在一起。由于該基板上集成了共晶焊層、靜電保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路及控制補(bǔ)償電路，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且由于材料熱導(dǎo)率高，熱介面少，大大提高了散熱性能，為大功率LED陣列封裝提出了解決方案。德國(guó)Curmilk公司研制的高導(dǎo)熱性覆銅陶瓷板，由陶瓷基板(AIN和A1203)和導(dǎo)電層(Cu)在高溫高壓下燒結(jié)而成，沒(méi)有使用黏結(jié)劑，因此導(dǎo)熱性能好、強(qiáng)度高、絕緣性強(qiáng)。其中氮化鋁(AIN)的熱導(dǎo)率為160 Wパm· K)，熱膨脹系數(shù)為4.0X10-6/°C (與矽的熱膨脹系數(shù)3.2 X 10-6/°C相當(dāng))，從而降低了封裝熱應(yīng)力。生產(chǎn)エ藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，在很大程度上造成了 LED封裝支架成本很高，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)カ不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了ー種高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架，提高了封裝支架的導(dǎo)熱性能的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)封裝支架材料的成本控制，在提高封裝支架散熱性能的同吋，還有效地降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，保證了 LED燈的發(fā)光效率和光色均勻度，提高了發(fā)光色溫的可控性。本發(fā)明公開(kāi)的ー種高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架，包括散熱基板、絕緣導(dǎo)熱層和介電層，其中，散熱基板由高導(dǎo)熱性質(zhì)的金屬材料制成，且散熱基板的表面設(shè)有電路，絕緣導(dǎo)熱層和介電層覆蓋于散熱基板表面，散熱基板由鋁銅碳合金材料制成。本發(fā)明公開(kāi)的高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架，通過(guò)采用由鋁銅碳合金制備的封裝支架，成本低廉，生產(chǎn)エ藝簡(jiǎn)單，在提高了封裝支架的導(dǎo)熱性能的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)封裝支架材料的成本控制，在提高封裝支架散熱性能的同吋，還有效地降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，保證了 LED燈的發(fā)光效率和光色均勻度，提高了發(fā)光色溫的可控性。本發(fā)明公開(kāi)的ー種高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架的一種改進(jìn)，鋁銅碳合金中鋁含量為91 95%，銅含量為I. 5 2. 5%，碳含量為3 7%，余量為磷 、硫、鋅。本改進(jìn)通過(guò)設(shè)定鋁銅合金的低銅組份以及高碳含量，在有效地保證合金所制作的封裝支架的力學(xué)性能的同吋，還有效地保證了封裝支架的散熱導(dǎo)熱能力，同時(shí)還有效地控制了封裝支架的生產(chǎn)成本。本發(fā)明公開(kāi)的ー種高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架的一種改進(jìn)，鋁銅碳合金中鋁含量為92 94%，銅含量為I. 8 2. 2%，碳含量為4 6%，余量為磷、硫、鋅。本改進(jìn)通過(guò)進(jìn)ー步地設(shè)定鋁銅合金中的低銅組份以及高碳含量，在有效地保證合金所制作的封裝支架的力學(xué)性能的同吋，還有效地保證了封裝支架的散熱導(dǎo)熱能力，同時(shí)還有效地控制了封裝支架的生產(chǎn)成本。本發(fā)明公開(kāi)的ー種高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架的又一種改進(jìn)，鋁銅碳合金中鋁含量為93%，銅含量為I. 9%，碳含量為5%，余量為磷、硫、鋅。本改進(jìn)采用限定的特定值的合金組份含量，有效地提高了合金材料的熱傳導(dǎo)能力，提高了封裝基板的散熱效果，在保證了產(chǎn)品質(zhì)量的同吋，還有效地降低了生產(chǎn)成本，保證了 LED燈的發(fā)光效率和光色均勻度，提高了發(fā)光色溫的可控性。本發(fā)明公開(kāi)的ー種高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架，通過(guò)采用由鋁銅碳合金制備的封裝支架，成本低廉，生產(chǎn)エ藝簡(jiǎn)單，在提高了封裝支架的導(dǎo)熱性能的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)封裝支架材料的成本控制，在提高封裝支架散熱性能的同吋，還有效地降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，保證了 LED燈的發(fā)光效率和光色均勻度，提高了發(fā)光色溫的可控性。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)ー步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式
僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明公開(kāi)的ー種高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架，包括散熱基板、絕緣導(dǎo)熱層和介電層，其中，散熱基板由高導(dǎo)熱性質(zhì)的金屬材料制成，且散熱基板的表面設(shè)有電路，絕緣導(dǎo)熱層和介電層覆蓋于散熱基板表面，散熱基板由鋁銅碳合金材料制成。本發(fā)明公開(kāi)的高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架，通過(guò)采用由鋁銅碳合金制備的封裝支架，成本低廉，生產(chǎn)エ藝簡(jiǎn)單，在提高了封裝支架的導(dǎo)熱性能的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)封裝支架材料的成本控制，在提高封裝支架散熱性能的同吋，還有效地降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，保證了 LED燈的發(fā)光效率和光色均勻度，提高了發(fā)光色溫的可控性。作為ー種優(yōu)選，鋁銅碳合金中鋁含量為91%、91. 5%、92%、92. 5%、93%、93. 5%、94%、94. 5%,95% 以及 91 95% 中的任ー值，銅含量為 I. 5%、1· 6%、1· 7%、1· 8%、1· 9%、2· 0%、2· 1%、2.2%、2· 3%、2· 4%、2· 5% 以及 I. 5 2· 5% 中的任ー值，碳含量為 3%、4%、5%、6%、7% 以及 3 7%中的任ー值，余量為磷、硫、鋅。通過(guò)設(shè)定鋁銅合金的低銅組份以及高碳含量，在有效地保證合金所制作的封裝支架的力學(xué)性能的同吋，還有效地保證了封裝支架的散熱導(dǎo)熱能力，同時(shí)還有效地控制了封裝支架的生產(chǎn)成本。作為一種優(yōu)選，招銅碳合金中招含量為92 94%,銅含量為I. 8 2. 2%,碳含量為4 6%，余量為磷、硫、鋅。通過(guò)進(jìn)ー步地設(shè)定鋁銅合金中的低銅組份以及高碳含量，在有效地保證合金所制作的封裝支架的力學(xué)性能的同吋，還有效地保證了封裝支架的散熱導(dǎo)熱能力，同時(shí)還有效地控制了封裝支架的生產(chǎn)成本。作為一種優(yōu)選,招銅碳合金中招含量為92 94%,銅含量為I. 8 2. 2%,碳含量為4 6%，余量為磷、硫、鋅。采用限定的特定值的合金組份含量，有效地提高了合金材料的熱傳導(dǎo)能力，提高了封裝基板的散熱效果，在保證了產(chǎn)品質(zhì)量的同吋，還有效地降低了生產(chǎn)成本，保證了 LED燈的發(fā)光效率和光色均勻度，提高了發(fā)光色溫的可控性。
實(shí)施例一
鋁銅碳合金中鋁含量為91%、銅含量為I. 5%、碳含量為7%、余量為磷、硫、鋅以及其它不可避免的雜質(zhì)，合金的導(dǎo)熱系數(shù)為250 ff/(m -K)，實(shí)驗(yàn)中以4X4間距2mm均布Imm芯片發(fā)光4小時(shí)，芯片上方Icm處溫度為47°C，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中峰值光強(qiáng)為8001m，平均光強(qiáng)7201m。實(shí)施例ニ
鋁銅碳合金中鋁含量為95%、銅含量為I. 8%、碳含量為3%、余量為磷、硫、鋅以及其它不可避免的雜質(zhì),合金的導(dǎo)熱系數(shù)為270 ff/(m ·Κ),實(shí)驗(yàn)中以4X4間距2mm均布Imm芯片發(fā)光4小時(shí)，芯片上方Icm處溫度為45°C，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中峰值光強(qiáng)為8201m，平均光強(qiáng)7401m。實(shí)施例三
鋁銅碳合金中鋁含量為93%、銅含量為2. 5%、碳含量為4%、余量為磷、硫、鋅以及其它不可避免的雜質(zhì)，合金的導(dǎo)熱系數(shù)為280 ff/(m · K),實(shí)驗(yàn)中以4X4間距2mm均布Imm芯片發(fā)光4小時(shí)，芯片上方Icm處溫度為44°C，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中峰值光強(qiáng)為8101m，平均光強(qiáng)7501m。實(shí)施例四
鋁銅碳合金中鋁含量為93%、銅含量為I. 9%、碳含量為5%、余量為磷、硫、鋅以及其它不可避免的雜質(zhì),合金的導(dǎo)熱系數(shù)為290 ff/(m ·Κ),實(shí)驗(yàn)中以4X4間距2mm均布Imm芯片發(fā)光4小時(shí)，芯片上方Icm處溫度為44°C，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中峰值光強(qiáng)為8001m，平均光強(qiáng)7701m。本發(fā)明公開(kāi)的ー種高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架，通過(guò)采用由鋁銅碳合金制備的封裝支架，成本低廉，生產(chǎn)エ藝簡(jiǎn)單，在提高了封裝支架的導(dǎo)熱性能的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)封裝支架材料的成本控制，在提高封裝支架散熱性能的同吋，還有效地降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，保證了 LED燈的發(fā)光效率和光色均勻度，提高了發(fā)光色溫的可控性。本發(fā)明方案所公開(kāi)的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開(kāi)的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。
權(quán)利要求
1.ー種高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架，其特征在于它包括散熱基板、絕緣導(dǎo)熱層和介電層，其中，散熱基板由高導(dǎo)熱性質(zhì)的金屬材料制成，且散熱基板的表面設(shè)有電路，絕緣導(dǎo)熱層和介電層覆蓋于散熱基板表面，散熱基板由鋁銅碳合金材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架，其特征在于所述的鋁銅碳合金中鋁含量為91 95%，銅含量為I. 5 2. 5%，碳含量為3 7%，余量為磷、硫、鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架，其特征在于所述的鋁銅碳合金中鋁含量為92 94%，銅含量為I. 8 2. 2%，碳含量為4 6%，余量為磷、硫、鋅。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架，其特征在于所述的鋁銅碳合金中鋁含量為93%，銅含量為I. 9%，碳含量為5%，余量為磷、硫、鋅。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的一種高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架，包括散熱基板、絕緣導(dǎo)熱層和介電層，其中，散熱基板由高導(dǎo)熱性質(zhì)的金屬材料制成，且散熱基板的表面設(shè)有電路，絕緣導(dǎo)熱層和介電層覆蓋于散熱基板表面，散熱基板由鋁銅碳合金材料制成。本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提高LED封裝的散熱性能。通過(guò)本發(fā)明公開(kāi)的高導(dǎo)熱LED大功率封裝支架，提高了封裝支架的導(dǎo)熱性能的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)封裝支架材料的成本控制，在提高封裝支架散熱性能的同時(shí)，還有效地降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，保證了LED燈的發(fā)光效率和光色均勻度，提高了發(fā)光色溫的可控性。
文檔編號(hào)C22C21/00GK102683569SQ20121009890
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者張姍姍, 牟小波, 韋海洋 申請(qǐng)人:溧陽(yáng)通億能源科技有限公司